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智能小母線在數(shù)據(jù)中心機(jī)房的應(yīng)用與選型

發(fā)布時(shí)間: 2021-04-23  點(diǎn)擊次數(shù): 1032次

孟洋

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 2018011

  智能小母線是目數(shù)據(jù)中心機(jī)房末端配電的一種形式,在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用中,相對(duì)于傳統(tǒng)列頭柜形式,有其勢(shì)。在當(dāng)今數(shù)據(jù)中心趨于裝配式、模塊化、預(yù)制化的形勢(shì)下,智能小母線的普及應(yīng)用無疑是一種趨勢(shì)。本文通過對(duì)智能小母線的架構(gòu)、容量規(guī)格、組件、監(jiān)控方式、安裝方式等的介紹,詳細(xì)分析了智能小母線在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用及其勢(shì)。

關(guān)鍵詞:智能小母線;組件;容量規(guī)格;安裝方式;智能監(jiān)控;數(shù)據(jù)中心;勢(shì)

1何為智能小母線

智能小母線是目數(shù)據(jù)中心機(jī)房末端配電的一種形式。十年,內(nèi)數(shù)據(jù)中心機(jī)房機(jī)柜

的配電均采用列頭柜的形式,即采用放置于一列IT機(jī)柜端部的配電機(jī)柜,作為一列或若干列IT機(jī)柜的電源分配與保護(hù)的終端配電柜。列頭柜通常以主斷路器從端UPS柜受電,再依靠多個(gè)微型輸出斷路器以放射式與各個(gè)IT機(jī)柜的PDU連接,從而構(gòu)成數(shù)據(jù)中心傳統(tǒng)的終端供配電系統(tǒng)。

近五年來,在數(shù)據(jù)中心趨于裝配式、模塊化、預(yù)制化的形勢(shì)下,智能小母線系統(tǒng)逐漸被

應(yīng)用于機(jī)房的末端配電中。智能小母線系統(tǒng)通過始端箱接受端UPS來電,以具有金屬外殼的母排系統(tǒng)組成輸電干線,采用即插式插接箱給各個(gè)機(jī)柜內(nèi)的PDU分配電。始端箱和插接箱內(nèi)設(shè)置電力監(jiān)測模塊,并具有通訊至動(dòng)環(huán)監(jiān)控中心功能。

2小母線的分類、組成及規(guī)格選型 

2.1小母線的分類

智能小母線可分為滑動(dòng)小母線和固定小母線?;瑒?dòng)小母線的接插箱可以根據(jù)機(jī)柜位置和

使用需要在母線上隨意滑動(dòng),固定小母線的接插箱一旦接插到母線上則不能隨意滑動(dòng)位置。

2.2小母線的組成

智能小母線主要由下列組件組成:始端箱、插接箱、母線段、拐彎母線段(T型、直角)、母線連接配件(連接耦合器)、末端蓋(箱)、pvc蓋板、監(jiān)控模塊、安裝工具。始端箱是給母線供電的裝置,一端與電源進(jìn)線的大母線對(duì)接,另一端與末端小母線連接。接插箱則是接插在小母線上進(jìn)行分線出線的母線分支插接箱,也稱為終端箱,通過接插電纜及工業(yè)連接器即可與IT機(jī)柜內(nèi)的PDU連接,為IT設(shè)備供電。

2.3小母線的組成

智能小母線在數(shù)據(jù)中心常用的容量主要有:100A、160A、225A、250A、400A,直線段的成品長度有1米、1.5米、2米、3米,針對(duì)非直線路徑,還通常配有外彎段、內(nèi)彎段、T型件等滿足拐彎需要。

3小母線的安裝方式

小母線的安裝方式大致分為機(jī)柜上安裝及機(jī)柜下安裝兩種方式。機(jī)柜上安裝又分為柜

頂支架安裝、吊桿安裝、天花嵌入式安裝等,天花嵌入安裝通常用在與后部煙沖機(jī)柜一起使用,嵌在天花內(nèi)。機(jī)柜下安裝即為地板下安裝,采用支架支于地面上。除此之外,還有集裝箱及模塊化機(jī)房的安裝方式。

接插箱的安裝則非常便捷,一般準(zhǔn)備、插入、旋轉(zhuǎn)、鎖定四部搞定。滑動(dòng)型小母線的接插箱可以根據(jù)機(jī)柜位置和使用需要在小母線上隨意滑動(dòng)。

4小母線的監(jiān)控方式 

智能小母線的始端箱和插接箱內(nèi)設(shè)置電力監(jiān)測模塊,接于數(shù)據(jù)中心動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng),便于監(jiān)控中心對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)電力監(jiān)控。智能小母線的始端箱和插接箱內(nèi)分別設(shè)置智能電量儀,通過RS485總線手拉手環(huán)形連接至一個(gè)主控模塊,主控模塊箱上口有RS485、TCP/IP接口用于接入動(dòng)環(huán)系統(tǒng)。

5小母線系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)列頭柜的比較

5.1小母線具有高的靈活性

傳統(tǒng)的配電方式為 典型的放射式供配電系統(tǒng),今后新增或機(jī)柜擴(kuò)容變提升功率時(shí)需

要重新排放電纜。而小母線配電系統(tǒng)是典型的樹干式供配電系統(tǒng),總配電柜至各機(jī)柜之間采

用一條干線覆蓋,再依靠分接單元配電至各機(jī)柜PDU。初期建設(shè)時(shí),僅需將母線槽安裝到所有機(jī)柜位上方,包括遠(yuǎn)期規(guī)劃的機(jī)柜位,可以依據(jù)用戶的進(jìn)駐實(shí)現(xiàn)即需即安裝的部署。個(gè)別機(jī)柜增加輸出容量或者回路數(shù)量無需對(duì)母線槽做出變,僅需增加或者變插接箱即可,可帶電插拔,適合IT業(yè)務(wù)不確定性發(fā)展擴(kuò)容的需求。

5.2小母線增加了機(jī)房的利用率和收益

傳統(tǒng)列頭柜的方式每個(gè)列頭柜占據(jù)了一個(gè)IT機(jī)柜位。按每20個(gè)IT機(jī)柜配置1臺(tái)強(qiáng)電列頭柜計(jì)算,一個(gè)1000機(jī)柜的數(shù)據(jù)中心則需要50個(gè)列頭柜,采用智能小母線后,這50個(gè)列頭柜均可省去,用于安裝50個(gè)IT機(jī)柜,大大提高了機(jī)房的利用率。每個(gè)機(jī)柜租賃費(fèi)按6萬元/年計(jì)算,則可增加收益300萬元。

5.3小母線系統(tǒng)投入快,施工周期短

智能小母線系統(tǒng)安裝部署快速,無須鋪設(shè)大量電纜,IT機(jī)柜 PDU工業(yè)插頭可直接插入到母線插接箱中,相序自動(dòng)對(duì)應(yīng),無復(fù)雜接線工作。而傳統(tǒng)列頭柜加線纜模式,需要完成配電柜就位、電纜橋架安裝、電纜裁剪鋪設(shè)、電纜對(duì)接等多個(gè)煩瑣工序。小母線系統(tǒng)的安裝工期相比列頭柜系統(tǒng)能縮短3~4倍左右,節(jié)約大量的施工時(shí)間和人工投入。

5.4小母線使用壽命長,可重復(fù)利用

智能小母線使用壽命可達(dá)到20~25年以上,由于采用模塊化拼裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),可多次拆

卸、移位使用。而傳統(tǒng)的配電列頭柜加電纜的使用周期為8~10年左右,且一旦擴(kuò)容或搬遷,

列頭柜和線纜無重復(fù)利用的可能。因此,智能小母線系統(tǒng)的使用周期比列頭柜系統(tǒng)要長2~3倍以上,而且可以多次重復(fù)使用,降低了長期應(yīng)用費(fèi)用。

6安科瑞ANDPF精密列頭柜介紹

6.1產(chǎn)品介紹

隨著數(shù)據(jù)中心的迅猛發(fā)展,數(shù)據(jù)中心能耗問題也越來越突出,可靠的數(shù)據(jù)中心配電系統(tǒng)方案,是提高數(shù)據(jù)中心電能使用效率,降低設(shè)備能耗的有效方式。

AMC系列數(shù)據(jù)中心精密配電系統(tǒng)是針對(duì)數(shù)據(jù)機(jī)房末端設(shè)計(jì)的,能夠綜合采集所有能源數(shù)據(jù)的智能系統(tǒng),為交直流電源配電柜提供準(zhǔn)確的電參量信息,并可通過通訊將數(shù)據(jù)上傳到動(dòng)環(huán)監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)機(jī)房的實(shí)時(shí)監(jiān)控和有效管理,為實(shí)現(xiàn)全面綠色IDC提供可靠保證。

6.2安科瑞精密配電產(chǎn)品解決方案

1)交流系統(tǒng)

功能要求

遙測:輸入分路的三相電壓、三相電流、頻率、有功功率、有功電度;

遙信:輸入分路的過壓/欠壓,缺相,過流,頻率過高/過低,輸入分路的開關(guān)狀態(tài),具備電流、功率需用量分析和統(tǒng)計(jì),實(shí)現(xiàn)電壓、電流、頻率等參數(shù)的越限報(bào)警功能。

 

功能要求

遙測:輸入分路的電壓、電流、功率、電度;

遙信:輸入分路的過壓/欠壓,輸入分路的熔絲狀態(tài),具備電流、功率需用量分析和統(tǒng)計(jì),實(shí)現(xiàn)電壓、電流、功率等參數(shù)的越限報(bào)警功能。

6.3產(chǎn)品選型

外形及尺寸

型號(hào)

功能

 

 

 

 

 

AMC16Z-ZA

測量A+B獨(dú)立2路交流三相總進(jìn)線的母線電壓、電流、有功功率、視在功率、功率因數(shù)、有功電能、地電壓、中線電流+6路無源開關(guān)量輸入+2路開關(guān)量輸出+1路RS485通訊+2-31次諧波

AMC16Z-ZD

測量A+B獨(dú)立2路直流總進(jìn)線的母線電壓、電流、有功功率、有功電能+6路無源開關(guān)量輸入+2路開關(guān)量輸出+1路RS485通訊

AMC16Z-KA

A+B獨(dú)立2路單邊各24路有源開關(guān)狀態(tài)

AMC16Z-KD

A+B獨(dú)立2路單邊各24路無源開關(guān)狀態(tài)

AMC16Z-FA

測量A+B雙路交流出線共48路的全電參數(shù)和開關(guān)顯示狀態(tài)、1路RS485通訊

AMC16Z-FD

測量A+B雙路直流出線共48路的全電參數(shù)和開關(guān)顯示狀態(tài)、1路RS485通訊

1 精密列頭柜產(chǎn)品選型表

7安科瑞智能小母線監(jiān)控系統(tǒng)介紹

7.1產(chǎn)品介紹

針對(duì)數(shù)據(jù)中心智能小母線的監(jiān)控要求,安科瑞推出了AMB系列小母線監(jiān)控解決方案,該方案包括采集模塊、配套附件、監(jiān)控系統(tǒng),能對(duì)母線運(yùn)行過程中的各種參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控,發(fā)生故障則進(jìn)行告警,以保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

AMB檢測單元是針對(duì)數(shù)據(jù)中心智能小母線插接箱/始端箱的監(jiān)控要求新設(shè)計(jì)的產(chǎn)品,該檢測單元安裝固定在插接箱/始端箱內(nèi)部,插接箱/始端箱采用特的方式與母線連通,它集成全部電力參數(shù)的測量(如單相或者三相的電流、電壓、有功功率、無功功率、視在功率、頻率、功率因數(shù))以及電能監(jiān)測和考核管理。同時(shí)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控母線接口溫度,配合2路Rs45通訊接口(1進(jìn)1出)或LORA無線通訊,采用MODBUS-RTU協(xié)議可以方便可靠的將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至主控箱和后臺(tái)系統(tǒng),保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行。

7.2產(chǎn)品選型

安科瑞智能母線測控儀表選型如表2,

 

 

 

 

 

型號(hào)

檢測模塊

基本功能

選配功能

 

AMB100-A

 

三相交流回路的全電量測量、2-63次諧波測量、1路漏電流、8路溫度、1路濕度、需量、中性線電流、地電壓、2路開關(guān)量輸入、2路開關(guān)量輸出,1路RS485。

 

 

 

 

 

 

/W(LORA)

 

AMB110-A

三相交流回路的全電量測量、2-63次諧波測量、1路漏電流、4路溫度、1路濕度、需量、中性線電流、地電壓、2路開關(guān)量輸入,1路RS485。

 

AMB100-D

 

直流1回路的全電量測量、1路漏電流、4路溫度、1路濕度、2路開關(guān)量輸入、2路開關(guān)量輸出,1路RS485

 

AMB110-D

 

直流3回路的全電量測量、3路漏電流、4路溫度、1路濕度、2路開關(guān)量輸入、2路開關(guān)量輸出,1路RS485。

2 安科瑞智能母線測控儀表選型

注:AMB100用于始端箱、AMB110用于插接箱、A-交流系統(tǒng)、D-直流系統(tǒng)可選配AMB10顯示器,顯示器只循環(huán)顯示電壓、電流參數(shù)。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 堯素貞.智能小母線在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用[J].百科論壇,2020(06):1311.

[2] 張大紅.數(shù)據(jù)中心小母線與列頭柜供配電系統(tǒng)的綜合比較[J].現(xiàn)代建筑電氣,2019(10):22-25.

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